DE714732C

DE714732C - Device for automatic coordination of a transmitter group

Info

Publication number: DE714732C
Application number: DET52061D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hermann Stier
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1939-04-04
Filing date: 1939-04-04
Publication date: 1941-12-05

Description

Einrichtung zur selbsttätigen Abstimmung eines Senderkreises Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, daß sich ein Senderkreis selbsttätig auf die Frequenz des Senders abstimmen soll. Diese Aufgabe besteht besonders bei einer Senderantenne, die über ein Kabel an einen seine Frequenz häufig wechselnden Sender angeschlossen ist. Eine Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Sender-bekannt, bei dem sich ein Schwingungskreis auf den vorhergehenden selbsttätig abstimmt. Zu diesem Zweck wird in den . Schwingungskreis ein Stromwandler gelegt, welcher@über ein Relais einen die Abstimmung eines Senderkreises ändernden Motor so lange eingeschaltet läßt,bis der Schwingungskreis Ström führt. Nach Abschaltung des Motors durch dieses Relais tritt eine zur Feinabstimmung dienende Brückenschältung in Tätigkeit, welche den Motor so lange eingeschaltet läßt, bis die richtige Abstimmung vollendet ist. Bei. dieser:Amozdnung muß* jedochder vomMotor gedrehteDrehkondensator ganz durchdrehbar sein, da der Motor nur in einer Richtung läuft. Die richtige Abstimmung wird hierbei also nicht auf schnellstem Wege erreicht. Die Erfindung beseitigt diese Nachteile.Device for the automatic tuning of a transmitter circuit The invention is based on the task that a group of transmitters will automatically respond to the frequency of the broadcaster should vote. This task is particularly important with a transmitter antenna, which is connected via a cable to a transmitter that changes frequency frequently is. One solution to this problem is known from a transmitter in which there is an oscillating circuit automatically adjusts to the previous one. For this purpose, the. Oscillation circuit a current transformer is placed, which @ via a relay a coordination of a transmitter circuit leaving the changing motor switched on until the oscillating circuit conducts currents. After the motor has been switched off by this relay, a fine-tuning occurs Bridge switching in action, which leaves the motor switched on until the correct tuning is accomplished. At. this: Amozdnung must * but the engine rotated variable capacitor can be completely rotated, since the motor only works in one direction runs. The correct coordination is therefore not achieved in the quickest way. The invention overcomes these disadvantages.

Die Erfindung besteht darin, daß Wechselspannungen von der Induktivität und von der Kapazität des als Reihenresonanzkreis ausgebildeten und mit der Senderfrequenz erregten, abzustimmenden Senderkreises abgegriffen werden und daß die beiden Wechselspannungen für sich je-auf einen nur bei ungefährer Resonanz erreichten und angenähert gleich großen Schwellwert begrenzt und darauf getrennt gleichgerichtet und gegeneinandergeschaltet werden und daß die entstehende Gleichspannung zur Grobabstimmung- des Senderkreises, insbesondere der Senderantenne,, _ dient und daß außerdem eine zusätzliehe Einrichtung zur selbsttätigen Feinabstimmung vorgesehen ist, die nur innerhalb des Resonanzbereiches des Senderkreises und mit hoher Regelsteilheit arbeitet.The invention consists in that alternating voltages from the inductance and the capacitance of the series resonant circuit and the transmitter frequency excited, tuned transmitter circuit are tapped and that the two alternating voltages for each one only achieved with approximate resonance and approximately the same large threshold value and then separately rectified and switched against each other and that the resulting DC voltage for coarse tuning - the transmitter circuit, in particular the transmitter antenna ,, _ serves and that also an additional Facility for automatic fine-tuning is provided, which is only within the resonance range of the transmitter circuit and works with a high degree of control steepness.

Die Verwendung eines Reihenresonanzkreises zur selbsttätigen Nachstimmung ist bei- Empfängern bekannt; jedoch ist diese Schaltung für sich allein bei Sendern wegen der dort vorhandenen hohen Hochfrequenzspannungen nicht brauchbar. Es gibt auch noch zahlreiche andere Schaltungen zur selbsttätigen Nachstimmung, welche jedoch nur innerhalb eines kleinen Bereiches eine Regelspannung liefern.The use of a series resonance circuit for automatic retuning is known to the recipients; however, this circuit is on its own for transmitters not usable because of the high high-frequency voltages present there. There is also numerous other circuits for automatic retuning, which, however supply a control voltage only within a small range.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ze?gt Abb. 4. Zunächst soll an Hand der Abb. r bis 3 die an sich bekannte Nachstimmschaltung mit Reihenresonanzkreis erklärt werden.An exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. 4. First of all on the basis of Figs. r to 3 the retuning circuit known per se with a series resonance circuit be explained.

In Abb. z soll sich der Reihenresonanzkreis LC auf die ihm über die KlemmenKl und KZ zugeführte Steuerschwingung, die innerhalb eines beliebig großen Frequenzbereiches liegen kann, selbsttätig abstimmen. Die Spannungen an der Spule L und an dem Kondensator C werden durch die Gleichrichter G1 und G. in Verbindung mit dem durch die Kondensatoren Cl, C2 kapazitiv überbrückten Belastungswiderständen R1, R= getrennt gleichgerichtet und gegeneinandergeschaltet. Die entstehende Gleichspannung steuert den Motor i17, der mit dem veränderbaren Blindwiderstand des Reihenkreises, z. B. dem als Drehkondensator ausgebildeten Kondensator C, mechanisch gekuppelt ist.In Fig. Z, the series resonance circuit LC is supposed to refer to it via the TerminalsKl and KZ supplied control oscillation that is within an arbitrarily large Frequency range can be tuned automatically. The tension on the coil L and on the capacitor C are connected through the rectifiers G1 and G. with the load resistances capacitively bridged by the capacitors C1, C2 R1, R = separately rectified and switched against each other. The resulting DC voltage controls the motor i17, which with the variable reactance of the series circuit, z. B. the capacitor C designed as a variable capacitor, mechanically coupled is.

Ist die Frequenz der Steuerschwingung sehr niedrig, so liegt die gesamte Spannung am Kondensator C; ist sie sehr hoch, so liegt die gesamte Spannung an der Spule L. Im einen Grenzfall liegt also an Cl keine Spannung und an C. eine Spannung, deren Größe gleich der Empfangsamplitude ist, während im andern Grenzfall an C, keine Spannung, dagegen an C, eine Spannung liegt, deren Größe ebenfalls gleich dem Wert der Amplitude der Steuerschwingung ist. Die Spannungen an L und C bzw. an Cl und C. werden mithin (unter der Voraussetzung, daß die Spannungsquelle einen nicht zu hohen Innenwiderstand besitzt) durch die in Abb. 2 dargestellten Kurven UL und LTU und die resultierende Gleichspannung, die die Nachstimmung steuert, durch die Kurve nach Abb. 3 wiedergegeben. Eine Nachstimmung erfolgt also auch bei beliebig großer Verstimmung. Dabei ist der Durchgang derRegelspannungskurvedurchdenWert Null. bei Resonanz verhältnismäßig steil, so daß eine in vielen Fällen genügende Genauigkeit der Einstellung erzielt wird.If the frequency of the control oscillation is very low, then the entire Voltage across capacitor C; if it is very high, all the tension is on the Coil L. In a borderline case there is no voltage at Cl and a voltage at C. whose size is equal to the reception amplitude, while in the other limit case at C, there is no voltage, on the other hand at C there is a voltage whose magnitude is also the same is the value of the amplitude of the control oscillation. The voltages at L and C resp. at Cl and C. are therefore (provided that the voltage source a does not have too high internal resistance) by the curves shown in Fig. 2 UL and LTU and the resulting DC voltage, which controls the retuning, through the curve according to Fig. 3 is reproduced. A retuning also takes place at any great resentment. The control voltage curve passes through the value zero. relatively steep at resonance, so that an accuracy that is sufficient in many cases adjustment is achieved.

. Wie Abb. 2 zeigt, können die Teilspannungen an der Spule und an der Kapazität bzw. die beiden durch Gleichrichtung entstandenen Teilspannungen in der Nähe der Resonanz sehr hohe Werte annehmen, obwohl ihre Differenz klein wird. In manchen Fällen, insbesondere bei der selbsttätiger. Abstimmung einer Senderantenne geringer Dämpfung große Resonanzüberhöhung), können die Teilspannungen so hohe Werte annehmen, daß normale Gleichrichter ohne weiteres nicht mehr verwendet werden können. Um diese Nachteile zu vermeiden, werden gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die beiden Wechselspannungen, die von der Induktivität und der Kapazität des Reihenkreises abgegriffen sind, je guf einen nur bei ungefährer Resonanz erreichten und angenähert gleich großen Schwellwert begrenzt. Außerdem wird eine zusätzliche Einrichtung zur selbsttätigen Feinnachstimmung, die also nur hei geringer Verstimmung, dort aber mit hoher Regelsteilheit zu arbeiten braucht, wirksam gemacht. Die Gleichrichterkreisewerden in diesem Fall zweckmäßigerweise über Entkopplungsglieder, z. B. Kondensatoren kleiner Kapazität, an Spule und Kondensator des Reihenkreises angeschlossen. Die Feinnachstimmeinrichtung wird zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sie eine selbsttätige Abstimmung auf das Maximum der Antennenleistung bewirkt.. As Fig. 2 shows, the partial voltages on the coil and on the capacitance or the two partial voltages created by rectification in take on very high values close to the resonance, although their difference becomes small. In some cases, especially the automatic one. Tuning a transmitter antenna low damping, large resonance increase), the partial voltages can have such high values assume that normal rectifiers can no longer be used without further ado. In order to avoid these disadvantages, according to a further feature of the invention the two alternating voltages produced by the inductance and the capacitance of the series circuit are tapped, ever reached and approximated only with approximate resonance equally large threshold value. There is also an additional facility for automatic fine tuning, which is only slightly detuned, but there needs to work with high control steepness is made effective. The rectifier circuits will In this case, it is advisable to use decoupling members, e.g. B. capacitors smaller Capacitance, connected to the coil and capacitor of the series circuit. The fine tuning device is expediently designed so that it is an automatic vote causes the maximum of the antenna power.

Ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Anordnung zeigt Abb. .I. Die Antenne A soll sich selbsttätig auf die Frequenz des über das Kabel K angekoppelten Senders, der seine Frequenz häufig wechseln kann, abstimmen. Zur Abstimmung dient die Antennenspule I_,l veränderbarer Induktivität, die zwischen der Antenne und der Sekundärwicklung des Übertragers T liegt; das der Antenne abgewandtt, Ende der Sekundärwicklung ist an die Erdleitung angeschlossen. Die Antennenspule L,, und die punktiert dargestellte Antennenkapazität C" bilden einen an den Transformator angeschlossenen Reihenkreis. Die Wechselspannung an Ca wird über den Entkopplungskondensator Ckl dem Gleichrichter G1 und die Spannung an L" über den Entkopplungskondensator CT;2 dem umgekehrt gepolten Gleichrichter G. zugeführt. Die Differenz der entstehenden und durch das Filter R3, C3 geglätteten Gleichspannungen steuert über ein Differentialrelais DR und den umsteuerbaren Motor l die Abstimmung der Spule L;,. Zur Begrenzung der an den Gleichrichtern liegenden Spannungen dienen die parallel geschalteten Glimmstrecken Gli und GI., die in der Nähe der Resonanz die Teilspannungen auf dem gleichen Grenzwert festhalten (vgl. die gestrichelte Kurve in Abb. :2). Die Entkopplungskondensatoren Ckz und Ck2 besitzen eine derart kleine Kapazität, daß eine Begrenzung bzw. Verzerrung der Antennenspannung selbst praktisch nicht eintritt. Die Umsteuerung des Motors geschieht durch den Umschaltkontakt U des Differentialrelais DR, welcher die Spannung der Spannungsquelle Q je nach dem Sinn der Regelspannung an die Rechtslaufwicklung L,. oder die Linkslaufwicklung L, des Motors -1T legt.An embodiment of such an arrangement is shown in Fig. .I. The antenna A should automatically adjust to the frequency of the coupled via the cable K. Station that can change its frequency frequently. Serves for voting the antenna coil I_, l variable inductance between the antenna and the secondary winding of the transformer T is located; the one facing away from the antenna, end of the Secondary winding is connected to the earth line. The antenna coil L ,, and the antenna capacitance C ″ shown in dotted lines form one on the transformer connected series circuit. The AC voltage at Ca is via the decoupling capacitor Ckl to the rectifier G1 and the voltage at L "via the decoupling capacitor CT; 2 fed to the reversed polarity rectifier G. The difference between the resulting and DC voltages smoothed by the filter R3, C3 controls via a differential relay DR and the reversible motor l the coordination of the coil L;,. To limit the The voltages applied to the rectifiers are used by the glow paths connected in parallel Gli and Eq., Which are close to the resonance, the partial voltages at the same limit value hold (see the dashed curve in Fig.: 2). The decoupling capacitors Ckz and Ck2 have such a small capacitance that a limitation or distortion, respectively the antenna voltage itself practically does not occur. The change of direction of the motor is done through the changeover contact U of the differential relay DR, which the voltage of the voltage source Q depending on the sense of the control voltage on the clockwise winding L ,. or the left-hand winding L, of the motor -1T puts.

Sobald man in die Nähe der Resonanz kommt und die beiden Glimmstrecken Gh, GI., die gleiche Zünd- und Brennspannung besitzen, die Spannung begrenzen, ist .die Regelspannung gleich Null geworden. Daher würde an .sich eine weitere Verstellung nicht stattfinden. Zur Erzielung einer in diesem Ungenauigkeitsbereich (gestrichelte Kurve in Abb.2) wirksamen Selbstabstimmung hoher Genauigkeit dient eine zusätzliche Einrichtung, welche die Antenne auf maximalen Antennenstrom bzw. . iriaximale Antennenspannung abstimmt. -Diese Anordnung bewirkt eine Aufrechterhaltung der Abstimmänderung so lange, als die Antennenleistung noch zunimmt. Als Regelspannung dient der Differentialquotient der Antennenspannung.As soon as you get close to the resonance and the two glow paths Gh, GI., Have the same ignition and operating voltage, limit the voltage, is .the control voltage has become zero. Therefore, a further adjustment would be made to .sich do not take place. To achieve an inaccuracy range (dashed Curve in Fig. 2) effective self-tuning of high accuracy serves an additional Device, which the antenna to maximum antenna current or. iriaximal antenna voltage votes. -This arrangement causes the tuning change to be maintained long, when the antenna performance is still increasing. The differential quotient is used as the control voltage the antenna voltage.

Zu diesem Zweck wird ein verhältnismäßig kleiner Teil der Antennenspannung von dem lcapazitiven Spannungsleiter C4, Cr, abgegriffen und durch der- Gleichrichter G, der ebenso wie die Gleichrichter G1, G2 eine Diode sein kann, gleichgerichtet. Der gleichgerichtete Strom wir d der Niederfrequenzdrossel D hoher Induktivität, aber sehr kleinem Ohmschen Widerstandes zugeführt. Die Drossel liegt gleichzeitig in Reihe finit einer weiteren Gleichrichterstrecke G4, z. B. Trockengleichrichter und der Wicklung eines Hilfsrelais H. - Der Schalter dieses Relais liegt zwischen dem negativen Pol der Spannungsquelle O und jeweils einem Ende zweier Hilfswicklungen Hl und H. des Differentialrelais DR. Die freien Enden der Hilfswicklungen sind an je einen Festkontakt des Umschalters U angeschlossen.A relatively small part of the antenna voltage is used for this purpose tapped from the capacitive voltage conductor C4, Cr, and through the rectifier G, which, like the rectifiers G1, G2, can be a diode, rectified. The rectified current becomes the low frequency choke D of high inductance, but supplied with a very small ohmic resistance. The throttle lies at the same time in series finite another rectifier path G4, z. B. Dry rectifier and the winding of an auxiliary relay H. - The switch of this relay is between the negative pole of the voltage source O and one end of each of two auxiliary windings Hl and H. of the differential relay DR. The free ends of the auxiliary windings are on one fixed contact each of the changeover switch U is connected.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Ist die Frequenz der Senderschwingung zunächst wesentlich 'kleiner als die Eigenfrequenz des Antennenkreises, so liegt eine nur geringe Spannung an La, aber eine imrrierhin schon merkliche Spannung an der Antenne. Infolgedessen entsteht nur an dem Gleichrichter G, eine merkliche Gleichspannung und an dem Differentialrelais DR eine gegenüber Erde positive Regelspannung. Hierdurch wird der bewegbare Pol des Umschaltkontaktes etwa gegen den oberen Festpol bewegt, so daß der Motor auf Rechtslauf geschaltet wird und die Induktivität der Spute L" vergrößert wird.The mode of operation of the arrangement is as follows: If the frequency of the transmitter oscillation is initially much lower than the natural frequency of the antenna circuit, there is only a low voltage on La, but an already noticeable voltage on the antenna. As a result, a noticeable DC voltage is produced only at the rectifier G, and a control voltage that is positive with respect to earth is produced at the differential relay DR. As a result, the movable pole of the changeover contact is moved approximately against the upper fixed pole, so that the motor is switched to clockwise rotation and the inductance of the coil L ″ is increased.

Sobald man in die Nähe der Resonanz gekommen ist, steigen die hochfrequenten Teilspannungen an La und der Antenne außerordentlich stark an. Die Spannungen an G, und G, werden jedoch in einem bestimmten Augenblick durch die Glimmstrecken Gli und Cl, festgehalten, so daß die Regelspannung zu Null wird. An sich würde das Differentialrelais jetzt seine neutrale Mittelstellung einnehmen und die Verstellung unterbrochen werden. Da jedoch bereits -kurz vor dem Augenblick der Zündung der Glimmstrecken die Antennenspannung und somit auch der Strom durch die Drossel D zunimmt und an dieser eine Spannung entsteht, die dem Differentialquotienten des vom Gleichrichter G3 gelieferten Stromes proportional ist, zieht das Hilfsrelais H an, so daß die Hilfswicklung H1 Strom erhält. Diese Hilfswicklung hält den Umschaltkontakt U auch nach Aufhören der Erregung der Hauptwicklung in der innegehabten Lage, bis die Antennenspannung angenähert ihr Maximum erreicht hat. Erst dann fällt das Hilfsrelais H und damit auch das Differentialrelais DR ab, und die Verstellung wird unterbrochen.As soon as one has come close to the resonance, the high-frequency partial voltages at La and the antenna rise extremely sharply. The voltages at G, and G, are, however, held at a certain moment by the glow paths Gli and Cl , so that the control voltage becomes zero. As such, the differential relay would now assume its neutral center position and the adjustment would be interrupted. However, since the antenna voltage and thus also the current through the choke D increases shortly before the moment of ignition of the glow gaps and a voltage arises at this which is proportional to the differential quotient of the current supplied by the rectifier G3, the auxiliary relay H picks up, see above that the auxiliary winding H1 receives current. This auxiliary winding keeps the changeover contact U in the current position even after the main winding has ceased to be excited, until the antenna voltage has approximately reached its maximum. Only then does the auxiliary relay H and thus also the differential relay DR drop out, and the adjustment is interrupted.

Der Gleichrichter G4 ist so geschaltet, daß er nur bei zunehmender Antennenspannung einen Strom zum Hilfsrelais H durchläßt. Der Haltewert des Relais H wird etwa so gewählt, daß beim Unterschreiten des Haltewertes die Abstimmung auf Grund der Trägheit der gesamten Einrichtung-gerade noch bis zum Punkt der genauen Abstimmung läuft.The rectifier G4 is connected so that it only increases when Antenna voltage passes a current to the auxiliary relay H. The hold value of the relay H is chosen in such a way that when the value falls below the holding value, the vote starts Reason for the sluggishness of the entire establishment-just got to the point of exact Voting is in progress.

Die erfindungsgemäße Verbindung eines Reihenkreises zur Erzielung der Regelspannung für den Grobnachlauf unter Begrenzung der Teilspannungen mit einer Feinnachlaufeinrichtung, die durch die Änderung der Antennenleistung bei Abstimmungsänderung gesteuert wird, ist bei einer Senderantenne besonders zweckmäßig, da bei dieser der Punkt maximaler Antennenleistung, auf den es ankommt, mit der Resonanz des Reihenkreises selbst nicht zusammenfällt.The inventive connection of a series circle to achieve the control voltage for the coarse run-on while limiting the partial voltages with a Fine tracking device that changes the antenna power when the tuning is changed is controlled, is particularly useful with a transmitter antenna, since this the point of maximum antenna performance that matters, with the resonance of the series circle itself does not coincide.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Device for automatic tuning of a transmitter circuit, in particular a transmitter antenna, to the frequency of the transmitter by means of coarse tuning and fine tuning, characterized in that alternating voltages are tapped from the inductivity and from the capacitance of the transmitter circuit to be tuned, which is designed as a series resonant circuit and is excited at the transmitter frequency and that the two alternating voltages each are limited to a threshold value that is only reached at approximate resonance and is approximately the same, and that they are then separately rectified and switched against one another, and that the resulting direct voltage is used for coarse spacing, and that an additional device is also used for fine tuning is provided which operates only within the resonance range of the transmitter circuit and finitely high control steepness special one lliitsrelais (1-l in Abh..f), serve, soft (- only with increasing vibration amplitudes iAude of the series circle in the way that sam are that they are changing the vote. especially about auxiliary windings (St. or Il.) one a tuning motor (I Il ( controlling differential relay (DR), despite Equality of the parts to be voted on in the circle removed alternating maintain tension-